Создана система распознавания желания двигаться для экзоскелета
Специалисты Московского политехнического университета разработали новую систему управления экзоскелетом, способную распознавать намерение пациента двигаться. Эта технология уже продемонстрировала свою эффективность в помощи больным после инсультов. Об этом сообщает издание Ferra.
Экзоскелеты применяются для реабилитации пациентов с нарушениями двигательных функций, однако традиционное программное обеспечение таких устройств часто не учитывает индивидуальные состояния пользователей. Это приводит к несоответствию между намерениями человека и действиями экзоскелета, что снижает эффективность реабилитации. Специалисты по нейрореабилитации считают, что синхронизация работы экзоскелета с активностью определенных зон коры головного мозга может ускорить восстановление двигательных функций.
Разработанная система, предложенная кандидатом технических наук Еленой Петруниной, синхронизирует работу экзоскелета с состоянием пациента, анализируя три сигнала: электроэнцефалограмму (ЭЭГ), электромиограмму мышц ног (ЭМГ) и электродермальный ответ кожи. Эти сигналы фиксируются с помощью электродов на теле пациента и передаются на компьютер.
Во время процедуры пациенту показывают сигнал о предстоящем движении, затем демонстрируют это движение или предлагают его вообразить. Система анализирует реакцию мозга и мышц на стимул и определяет момент, когда пациент намерен начать движение, что авторы работы называют маркером "намерения движения".
Технически маркер формируется путем отслеживания амплитуды мышечного сигнала и сопоставления его с изменением электродермального ответа. Если оба показателя одновременно превышают пороговые значения, это фиксируется как начало движения. В зависимости от расшифровки сигналов ЭЭГ и ЭМГ, система переключает экзоскелет в один из четырех режимов ассистирования, от автоматического до ручного.
Система была протестирована на сорока пациентах, перенесших ишемический инсульт, в медицинском центре Юго-Западного государственного университета в Курске в течение двенадцати недель. Пациенты были разделены на экспериментальную и контрольную группы по двадцать человек. Эффективность реабилитации оценивалась по шкале баланса Берга, которая включает четырнадцать заданий, оцениваемых от нуля до четырех баллов, с максимальным значением в пятьдесят шесть баллов.
К концу реабилитации показатели по шкале Берга в экспериментальной группе увеличились на двадцать два балла, в контрольной - на двенадцать, что подтвердило статистическую значимость разницы. Исследователи планируют дальнейшую работу над повышением точности классификации сигналов ЭЭГ и ЭМГ, а также увеличением скорости реакции экзоскелета на сигналы пациента.
